우주 이야기 897 - 태양계의 미래를 보여주는 백색왜성 주변 디스크

(Artist's impression of a planetary fragment orbiting a white dwarf(Credit: University of Warwick/Mark Garlick))

 태양과 비슷한 질량을 지닌 별의 최후는 적색거성 단계를 거쳐 주변으로 가스를 분출한 후 남은 중심부 물질이 모여 백색왜성을 이루는 것입니다. 이 과정에서 일부 행성은 별에 흡수되어 파괴되고 남은 행성은 중력이 약해진 백색왜성 주변을 더 먼거리에서 공전하게 됩니다. 최근 워릭 대학교 (University of Warwick)의 연구팀은 GTC (Gran Telescopio Canarias in La Palma)를 이용해서 지구에서 410광년 떨어진 백색왜성인 SDSS J122859.93+104032.9를 관측했습니다. 

 이 백색왜성은 본래 태양 질량의 두 배 정도되는 별의 잔해로 현재는 태양 질량의 70% 정도입니다. 연구팀은 흥미롭게도 이 백색왜성 주변에서 철, 마그네슘, 실리콘, 산소 등이 풍부한 디스크를 발견했습니다. 이 디스크 물질은 백색왜성이 아니라 아마도 행성의 핵에서 나온 듯한 물질로 되어 있는데, 가장 그럴 듯한 설명은 본래 이 별 주변을 돌던 행성의 최후 잔해 물질이라는 것입니다. 

 이 행성계가 최후를 맞이할 때 몇몇 행성은 안쪽으로 끌려왔다가 대부분의 물질을 잃고 산산조각이 난 것으로 보입니다. 그 가운데 가장 단단한 암석 핵 부분은 조금씩 잘게 갈려 4-600km 지름의 물질로 분해되어 백색왜성 주변을 공전하는 것으로 보입니다. 현재 공전 궤도는 과거 별의 반지름 안쪽으로 공전 시간은 두 시간에 불과합니다. 따라서 본래 더 먼 지점에 있던 행성이 끌려들어와 파괴된 것으로 볼 수 있습니다. 아마도 태양계 몇몇 행성의 미래 역시 이럴 가능성이 큽니다. 지구의 경우 어떻게 될지 의견이 분분하지만, 수성과 금성은 파괴되는 미래를 피해가기 힘들 것입니다. 

 물론 우리는 태양계가 마지막을 맞이한 50억년 후 미래까지 살 순 없지만, 다른 별을 보면서 그 미래를 알아볼 수 있습니다. 

 참고 

C.J. Manser el al., "A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star," Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aat5330

"A glance into the end of a planetary system," Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aax0051

https://phys.org/news/2019-04-heavy-metal-planet-fragment-survives.html